C的位结构体

 学习C有些时间了，知道有结构体，但是偶然知道它还有位结构体，查了些资料，也做了一个实验。

1.概念性描述：

位结构是一种特殊的结构, 在需按位访问一个字节或字的多个位时, 位结构比按位运算符更加方便。
位结构定义的一般形式为:
struct  位结构名{
数据类型 [变量名]: 整型常数; //成员称为“位域”或者“位段”
数据类型 [变量名]: 整型常数;
} 位结构变量;
其中: 数据类型必须是整型(int/char/short)。 整型常数的范围是数据类型的长度, 如定义为short，则范围是1~16。
变量名是选择项, 可以不命名, 这样规定是为了排列需要。
例如: 下面定义了一个位结构。
struct webpage{
unsigned char incon: 8; /*incon占用低字节的0~7共8位*/
unsigned char txcolor: 4;/*txcolor占用高字节的0~3位共4位*/
unsigned char bgcolor: 3;/*bgcolor占用高字节的4~6位共3位*/
unsigned char blink: 1; /*blink占用高字节的第7位*/
}ch;
printf("%d\n",sizeof(struct webpage));输出：2。
位结构成员的访问与结构成员的访问相同。
例如: 访问上例位结构中的bgcolor成员可写成:
ch.bgcolor

注意:
1. 一个位域必须存储在定义它的一个数据类型内部，不能跨跨该数据类型。如char定义的位域所剩空间不够存放另一位域时，应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。
2.由于位域不允许越过定义它的数据类型，因此位域的长度不能大于定义它的数据类型的长度。
3. 位结构总长度(位数), 是各个位成员定义的位数之和再向最大结构成员对齐。
4. 位结构成员可以与其它结构成员一起使用。

2.写下面的代码

#include "stdio.h"
int main()
{
   union
    {
        struct student
        {
            unsigned char s1:3;
            unsigned char s2:3;
            unsigned short s3:3;
        }x;
        unsigned short s;
        unsigned int i ;
    }v;
v.i=0;
v.x.s1=1;
v.x.s2 =8;
v.x.s3=1;
printf("v.i = %d\n",v.i);
printf("v.s = %d\n",v.s);
printf("v.x.s1 = %d\n",v.x.s1) ;
printf("v.x.s2 = %d\n",v.x.s2) ;
printf("v.x.s3 = %d\n",v.x.s3) ;
v.s = 0x10A ;
printf("v.i = %d\n",v.i);
printf("v.s = %d\n",v.s);
printf("v.x.s1 = %d\n",v.x.s1) ;
printf("v.x.s2 = %d\n",v.x.s2) ;
printf("v.x.s3 = %d\n",v.x.s3) ;
printf("size:%d\n",sizeof(v));
return 0 ;
}

3.得出下面的结果 

4.作以下的分析

上面的结构中都是3个3个的，用九位来分析，v.i=0;语句形成图1的情况，除了这9位还有23位都是0 ：

图1：

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 |        s3        |         s2        |        s1         | 

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 |  9  |  8 |  7  |  6  |  5  |  4  |  3  |  2  |  1  | 

+----+----+----+----+----+----+----+----+----+

 |  0  |  0 |  0  |  0  |  0  |  0  |  0  |  0  |  0  | 

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经过v.x.s1=1，v.x.s2 =8;v.x.s3=1;这三个赋值后，就变成了图2的的那样了。图2了，打印出来也看到了。果真是这样的。

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 |        s3        |         s2        |        s1         | 

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 |  9  |  8 |  7  |  6  |  5  |  4  |  3  |  2  |  1  | 

+----+----+----+----+----+----+----+----+----+

 |  0  |  0 |  1  |  0  |  0  |  0  |  0  |  0  |  1  | 

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对于这个语句v.s = 0x10A ;的赋值，想看看联合体中的元素是不是共用一块内存，看到的果然也在意料之内。0x10A的二进制就是下面的9位所显示的。打印出来也是意料的那样。

图3：

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 |        s3        |         s2        |        s1         | 

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 |  9  |  8 |  7  |  6  |  5  |  4  |  3  |  2  |  1  | 

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 |  1  |  0 |  0  |  0  |  0  |  1  |  0  |  1  |  0  | 

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最后还打印出来整个字联合体大小为4，这个是int型决定的字节数。

 

5.参考：

http://hi.baidu.com/wliangde/item/e00d0b37cf3c57dd6c15e9ee